Кіріспе

Топтық гомоморфизм векторлық кеңістік үстіндегі жалпы сызықтық топқа бейнелеу теориясының математикалық саласында топтық бейнелеулер абстрактіл топтарды векторлық кеңістіктің өзіне биективті сызықтық түрлендірулері (яғни векторлық кеңістіктің автоморфизмдері) арқылы сипаттайды; атап айтқанда, оларды топтық элементтерді кері өзгеритін матрицалар ретінде бейнелеуге болады, осылайша топтық операцияны матрица көбейту арқылы көрсетуге болады. Химияда топтық бейнелеу математикалық топтық элементтерді молекулалардың симметриялық айналулары мен шағылысуларына байланыстыра алады. Топтардың бейнелеуі көптеген топтық теориялық мәселелерді сызықтық алгебрадағы проблемаларға дейін азайтуға мүмкіндік береді. Физикада олар физикалық жүйенің симметрия тобы сол жүйені сипаттайтын теңдеулердің шешімдеріне қалай әсер ететінін сипаттайды. Топтың бейнелеуі термині математикалық объектінің түрлендірулер тобы ретінде топтың кез келген "бейнесі" деген мағынада да қолданылады. Формальды түрде, "бейнелеу" дегеніміз – топтан объектінің автоморфизм тобына гомоморфизм. Егер объект векторлық кеңістік болса, онда бізде сызықтық бейнелеу болады. Кейбір мамандар жалпы ұғым үшін "іске асыру" терминін қолданады және сызықтық бейнелеудің ерекше жағдайы үшін "бейнелеу" терминін сақтайды. Бұл мақаланың басым бөлігі сызықтық бейнелеу теориясын сипаттайды; жалпылаулар үшін соңғы бөлімді қараңыз.

Топтық өкілдік теориясының салалары

Топтардың бейнелеу теориясы топтың түріне қарай ішкі теорияларға бөлінеді. Әр түрлі теориялар егжей-тегжейлі түрде өзгешеленеді, бірақ кейбір негізгі анықтамалар мен ұғымдар ұқсас. Ең маңызды бөлімдер:

Шектелген топтар — Топтық бейнелеулер шектелген топтарды зерттеуде өте маңызды құрал болып табылады. Олар сондай-ақ шектелген топтар теориясының кристаллография мен геометрияға қолданылуында да пайда болады. Егер векторлық кеңістіктің скалярларының өрісінің сипаттамасы p болса, және егер p топтың ретін бөлсе, онда бұл модульдік бейнелеу теориясы деп аталады; бұл ерекше жағдай өте әртүрлі қасиеттерге ие. Шектелген топтардың бейнелеу теориясын қараңыз.

Компактты топтар немесе жергілікті компактты топтар — Топтың шектелген топтық бейнелеу теориясының көптеген нәтижелері топ бойынша орташалау арқылы дәлелденеді. Бұл дәлелдеулерді интегралмен орташаны алмастыру арқылы шексіз топтарға көшіруге болады, егер интегралдың қабылданатын түсінігін анықтауға болады. Бұл Haar өлшемін пайдалана отырып, жергілікті тығыз топтар үшін орындалуы мүмкін. Нәтижесінде пайда болған теория гармониялық талдаудың негізгі бөлігі болып табылады. Понтрагиннің дуалдығы коммутативті топтар теориясын жалпыланған Фурье түрлендіруі ретінде сипаттайды. Сондай-ақ қараңыз: Питер-Вейл теоремасы.

Ли топтары — Көптеген маңызды Ли топтары компактты, сондықтан компактты бейнелеу теориясының нәтижелері оларға қолданылады. Ли топтарына тән басқа да әдістер де қолданылады. Физика мен химияда маңызды топтардың көпшілігі Ли топтары болып табылады, ал олардың бейнелеу теориясы сол салаларда топ теориясын қолдану үшін өте маңызды. Ли тобының бейнелеулері және Ли алгебрасының бейнелеулері туралы беттерді қараңыз.

Сызықтық алгебралық топтар (немесе жалпырақ айтқанда, аффиндік топтар схемалары) — Бұл Ли топтарының аналогтары, бірақ R немесе C-ден гөрі жалпы өрістерде. Сызықтық алгебралық топтардың Ли топтарына өте ұқсас жіктелуі болғанымен, және Ли алгебраларының бірдей отбасыларын тудырады, олардың бейнелеулері біршама өзгеше (және әлдеқайда аз зерттелген). Ли топтарын зерттеу үшін қолданылатын аналитикалық әдістерді алгебралық геометрияның әдістерімен алмастыру қажет, онда салыстырмалы түрде әлсіз Зариски топологиясы көптеген техникалық қиындықтарға әкеледі.

Компакт емес топологиялық топтар — Компакт емес топтар класы кез келген жалпы бейнелеу теориясын құру үшін тым кең, бірақ кейбір арнайы жағдайлар зерттелді, кейде арнайы әдістерді қолданады. Жартылай қарапайым Ли топтарының компактты жағдайға негізделген терең теориясы бар. Қосымша шешімді Ли топтарын бірдей жіктеуге болмайды. Ли топтарының жалпы теориясы екі типтің жартылай тікелей көбейтінділерімен айналысады, бұл Маккей теориясы деп аталатын жалпы нәтижелер арқылы, бұл Вигнердің жіктеу әдістерінің жалпылауы.

Бейнелеу теориясы топтың әрекет ететін векторлық кеңістіктің түріне де тәуелді. Біреу шекті өлшемді бейнелеулер мен шексіз өлшемді бейнелеулерді ажыратады. Шексіз өлшемді жағдайда қосымша құрылымдар маңызды (мысалы, кеңістік Гилберт кеңістігі, Банах кеңістігі және т.б.). Сондай-ақ векторлық кеңістіктің анықталатын өрісінің түрін де қарастыру керек. Ең маңызды жағдай — күрделі сандар өрісі. Басқа маңызды жағдайлар — нақты сандар өрісі, шекті өрістер және p-адық сандар өрістері. Жалпы, алгебралық жабық өрістерді алгебралық жабық емес өрістерге қарағанда оңай өңдеуге болады. Өрістің сипаттамасы да маңызды; шектелген топтар үшін көптеген теоремалар топтың ретін бөлмейтін өрістің сипаттамасына байланысты.

Төмендету мүмкіндігі

Топтық әрекетте инвариант болып табылатын V-нің W субкеңістігі субөкілдік деп аталады. Егер V-де дәл екі субөкілдік болса, атап айтқанда нөлдік өлшемді субкеңістік және V-нің өзі, онда өкілдік азайтылмайтын болады; егер ол нөлдік емес өлшемді дұрыс субөкілдікке ие болса, өкілдік азайтылатын болады. Нөлдік өлшемді өкілдік азайтылатын да, азайтылмайтын да емес деп есептеледі, дәл 1 саны құрама да, жай да емес деп есептелінетіндей. Егер K өрісінің сипаттамасы топтың өлшемін бөлмесе, онда шекті топтардың өкілдіктерін азайтылмайтын субөкілдіктердің тікелей қосындысына жіктеуге болады (Машке теоремасын қараңыз). Бұл, әсіресе, күрделі сандар өрісіндегі кез келген шекті топтың өкілдігі үшін орындалады, себебі күрделі сандардың сипаттамасы нөлге тең, ал нөл топтың өлшемін бөле алмайды. Жоғарыдағы мысалда келтірілген алғашқы екі өкілдік (ρ және σ) екеуі де екі 1 өлшемді субөкілдікке жіктеледі (пан {(1,0)} және span {(0,1)} арқылы берілген), ал үшінші өкілдік (τ) азайтылмайтын болады.